路面塌陷原因分类
路面塌陷可以细分为塌跟陷两类,一是路面坍塌造成的塌陷,二是路面变形下沉造成的沉陷,现象可能类似,但是造成的原因并不完全一样,可以分为人为和自然两种因素。
一、路面塌陷
路面塌陷的主要原因就是在塌陷前,路基下方早就已经形成地下空洞。路基下方若存在空洞,只要负载超限就会直接导致路面的塌陷。所以很多塌陷事故都是没有任何预兆的,正常行驶车辆和路过行人瞬间被“吞没”。
随着城建的迅猛发展,城市的地下空间被广泛开发利用,全国各地路面塌陷事故频频发生;根据对全国近年一些塌陷事故汇总结果来看(下方),路面塌陷事故发生的根本原因为:
路基下方土体流失→地下空洞形成→路面支撑力不足→塌陷事故
路基下方岩土体塌陷→塌陷事故
而导致路面塌陷的原因无外乎分为以下四种类型:
1、地下管网漏水问题导致
地下管网、给排水等自来水管道因地下施工或腐蚀老化等种种因素导致的破裂漏水渗水问题,是绝大多数路面塌陷的主要原因;水流冲刷导致土体流失以及土体结构的直接破坏,从而形成地下空洞引起路面塌陷事故的发生。
2020年7月9日,西宁公交站坍塌事故,造成10死17伤!
(地下管道渗水导致路面塌陷,引发公交车压塌路面后坠落,砸断供水管道和市政电缆,大量自来水快速泄出,再次冲刷形成大面积塌陷和大量泥浆造成次生灾害)
2021年7月29日 沈阳皇姑区路面坍塌,私家车瞬间被“吞”!
排水管线存在漏点导致坍塌,车辆行驶过程中坠入卡在坑口,待车主爬出后车辆完全坠入坑洞,据目击者表示坑洞非常深,坑洞内水流汹涌
2、地下建筑物施工不当导致
地铁、隧道等地下建筑物施工时存在施工不当,就很容易造成土体结构破坏。大量地下水渗出,使地下建筑物上方或周围疏松土层中的土体大量流失,逐渐形成地下空洞;或是直接导致建筑物上方岩土体直接塌陷,引发路面塌陷。因事故多为人为导致,所以大部分坍塌现场事故突发时,人员是很难及时逃离的,造成死伤的情况极易发生。
2019年12月12日,厦门地铁二号线吕厝站旁路面塌陷事故,引起水流灌入地铁
施工方施工不当,挖断承重柱导致水管被砸断,大量水渗入路基引起的地面塌陷事故,塌陷面积500㎡
2019年12月1日,广州地铁塌陷,致3死事故
施工方施工不当,未及时支护拱顶,而引发的岩土体透水坍塌事故
2019年5月27日,青岛地铁4号线施工段坍塌,5名失联人员全部遇难
施工方施工不当,未及时支护拱顶,而引发的岩土体透水坍塌事故
3、自然条件或灾害演变导致
连续暴雨、洪水、冰冻、积雪、温差过大、地质松动等自然条件或灾害,都会影响到回填路基或路基下方土体的有效力分布和结构强度,导致路面塌陷。
21年7月20日,郑州在建地铁塌方事故
河南720特大暴雨灾害事件,郑州地铁12号线平安大道龙子湖西路口处施工段,因暴雨引发塌方
原本路面下就存在空洞,车辆超载、路面负载的超限引起的行车荷载的突增,将直接导致路面支撑力不足引起大面积塌陷。虽然大多数情况下负载超限不是路面塌陷的直接原因,但往往就是压死骆驼(路面塌陷)的最 后那一根稻草。
大型塌陷事故原因分析
很多大型路面塌陷死伤事故的原因,就是因为现在城市路面大多是多层分填路基的柏油(沥青)路,施工质量也确实很好,路基非常结实。结实到即使地下已经出现大型地下空洞还能撑好长时间,问题也不容易被发现;等地下空洞进一步不断的扩大,一直扩大到路面撑不住了才会出事,那这一出事,大型塌陷事故就没得跑了。
二、路面沉陷
路面沉陷就是由于路基产生变形而导致路面下沉的现象。多为路基不均匀沉降导致。(均匀沉降是路基在自然因素和行车作用下,引起的密实且稳定的沉落,一般不会引起路面破坏)
不均匀沉降超过了一定的限度,将导致建筑物、路面的开裂、歪斜甚至破坏
而导致路面沉陷的原因大致分为以下五种类型:
1、路基填筑不均匀、压实不足等施工质量问题导致
①路基填筑不均匀原因是很多路基施工所选择的回填料并非良性回填料,这类回填料多半为路堑开挖或隧道开挖所产生的废弃物,甚至部分回填料还具有吸水膨胀性;回填料不符合要求、多种回填料混填等各类因素导致路基抗水、压缩性大受影响,从而导致路基不均匀沉降的现象发生,进而发展为路面沉陷。
②路基压实不足的原因除填筑不均匀导致的压实困难之外,还有填料含水量不当、碾压前未进行找平、各种未按规范操作等多种原因,均会导致路基压实不足;路基松软不稳定、加上行车荷载很容易导致路基不均匀沉降的现象发生,进而发展为路面沉陷。
路面沉陷
2、地下管网漏水问题导致
地下管网、地下自来水管道的轻微渗水破损导致路基受水侵蚀,进而导致路面沉陷。
3、路面负载超限导致
路基所使用的建材是存在孔隙的,随行车荷载的增加孔隙比就会减小。车辆超载、路面负载的超限会大大加速路基沉降、路面沉陷的速度。
4、地下水开采过度
通常都是由于抽排地下水过量导致,地层原有结构被破坏,引起土层的不稳定,导致路面缓慢沉陷。
5、自然条件灾害演变导致
受自然条件影响或灾害影响,路基多少都会产生不均匀沉降的现象,进而导致路面的沉陷。
路面塌陷预防措施
一、加强土建施工及运维监管
1、加强道路工程的施工监管,保证质量达到规范要求;
2、加强地下工程的施工监管,尽可能的减少对周围土体的影响;
3、加强道路的日常维护,及时排水清理并对路面裂缝等问题进行修补,避免水分渗入对路基土体造成破坏;
二、加强地下管道的检测巡查工作
1、人工巡查,加强地面漏水情况、供水管道的水表、压力表异常情况等问题的巡查,有问题及时上报。
2、技术检测巡查,使用地下管道漏水检测设备/仪器进行检查
声呐检测 只要管道漏水就会有漏水声音信号,通过传感器,对漏水处声音和漏水信号进行采集智能分析,能够快速、无损的排查漏水点,且声音采集是不限路面类型及管道材质的(有介质就能传播并被采集)。
某国外城市路面使用“管道测漏仪”,通过声音信号传感器进行地下管道漏点的检测
声呐检测技术国内有很大的进展,目前声呐管道探测技术最深可达地下9米,能够有效、精 准定位管道漏水位置。快速发现漏水点、精 准定位漏水位置、开挖面小,也就能节省大量人力、物力、时间上的成本。
某城市路面使用“管道漏水检测车“来进行大面积快速巡查检测,传感器为无线声音信号传感器
地下管道漏水点附近的监测传感器会直接红灯闪烁报警
示踪气体检测 能与空气混合但本身不发生任何改变,很低的浓度也能被测出的气体就是示踪气体。将气体注入管道,检测泄漏处冒出到地面的示踪气体的方法就是示踪气体检测法。
示踪气体检测需要探明管道的准确走向,可探测3、4米深的地下管道。气体透过速度会受掩埋介质透气性影响,比如铺设很久的混凝土结构中充满了泥土,透气性差,一般需要等待24h以上才能有足够量的气体渗透到地面。地面的干湿程度也影响着透气性。因此,在检测时可以通过在现场先钻几个孔,透过混凝土层或沥青层先取得经验,这样有助于提高检测泄漏的效率和取得满意的结果。
不同掩埋介质示踪气体检测等待时间不同